správy

Chronická otrava olovom je významným rizikovým faktorom kardiovaskulárnych ochorení u dospelých a kognitívnych porúch u detí a môže spôsobiť ujmu aj pri hladinách olova, ktoré sa predtým považovali za bezpečné. V roku 2019 bola expozícia olovu zodpovedná za 5,5 milióna úmrtí na kardiovaskulárne ochorenia na celom svete a celkovú stratu 765 miliónov bodov IQ u detí ročne.
Olovo je vystavené takmer všade, vrátane olovnatých farieb, olovnatého benzínu, niektorých vodovodných potrubí, keramiky, kozmetiky, vôní, ako aj tavenia, výroby batérií a iných odvetví, preto sú na elimináciu otravy olovom dôležité stratégie na úrovni populácie.

Otrava olovom je staroveká choroba. Dioskorides, grécky lekár a farmakológ v starovekom Ríme, napísal De
Materia Medica, najdôležitejšie dielo o farmakológii za posledné desaťročia, opísala príznaky zjavnej otravy olovom takmer pred 2 000 rokmi. Ľudia s zjavnou otravou olovom pociťujú únavu, bolesti hlavy, podráždenosť, silné kŕče v bruchu a zápchu. Keď koncentrácia olova v krvi prekročí 800 μg/l, akútna otrava olovom môže spôsobiť kŕče, encefalopatiu a smrť.
Chronická otrava olovom bola pred viac ako storočím uznaná ako príčina aterosklerózy a „olovo-toxickej“ dny. Pri pitve malo 69 zo 107 pacientov s dnou vyvolanou olovom „skälenie steny tepny s ateromatóznymi zmenami“. V roku 1912 William Osler (William Osler)
„Alkohol, olovo a dna zohrávajú dôležitú úlohu v patogenéze arteriosklerózy, hoci presné mechanizmy účinku nie sú dobre pochopené,“ napísal Osler. Olovená čiara (jemná modrá usadenina sulfidu olovnatého pozdĺž okraja ďasien) je charakteristická pre chronickú otravu olovom u dospelých.
V roku 1924 New Jersey, Philadelphia a New York City zakázali predaj olovnatého benzínu po tom, čo sa u 80 percent pracovníkov vyrábajúcich tetraetylolovo v spoločnosti Standard Oil v New Jersey zistila otrava olovom, z ktorých niektorí zomreli. 20. mája 1925 Hugh Cumming, hlavný chirurg Spojených štátov, zvolal vedcov a zástupcov priemyslu, aby zistili, či je bezpečné pridávať tetraetylolovo do benzínu. Yandell Henderson, fyziológ a odborník na chemické vojny, varoval, že „pridávanie tetraetylolova pomaly vystaví veľkú populáciu otrave olovom a kôrnateniu tepien“. Robert Kehoe, hlavný lekár spoločnosti Ethyl Corporation, sa domnieva, že vládne agentúry by nemali zakazovať tetraetylolovo v autách, kým sa nepreukáže jeho toxickosť. „Otázkou nie je, či je olovo nebezpečné, ale či je nebezpečná určitá koncentrácia olova,“ povedal Kehoe.
Hoci sa ťažba olova vykonáva už 6 000 rokov, jeho spracovanie sa v 20. storočí dramaticky zvýšilo. Olovo je tvárny, odolný kov, ktorý sa používa na zabránenie príliš rýchlemu spaľovaniu paliva, zníženie „klepania motora“ v autách, prepravu pitnej vody, spájkovanie konzerv, predĺženie lesku laku a ničenie hmyzu. Väčšina olova používaného na tieto účely, žiaľ, končí v ľudských telách. Na vrchole epidémie otravy olovom v Spojených štátoch boli každé leto stovky detí hospitalizované pre olovenú encefalopatiu a štvrtina z nich zomrela.
Ľudia sú v súčasnosti vystavení olovu v hladinách výrazne vyšších, ako sú prirodzené úrovne pozadia. V 60. rokoch 20. storočia geochemik Clair Patterson, ktorý použil izotopy olova na odhad veku Zeme na 4,5 miliardy rokov
Patterson zistil, že ťažba, tavenie a emisie z vozidiel viedli k usadzovaniu olova v atmosfére, ktoré bolo 1 000-krát vyššie ako prirodzené úrovne pozaďového prostredia vo vzorkách ľadovcových jadier. Patterson tiež zistil, že koncentrácia olova v kostiach ľudí v industrializovaných krajinách bola 1 000-krát vyššia ako u ľudí žijúcich v predindustriálnom období.
Expozícia olovu sa od 70. rokov 20. storočia znížila o viac ako 95 %, ale súčasná generácia má stále v tele 10 až 100-krát viac olova ako ľudia žijúci v predindustriálnej dobe.
Až na niekoľko výnimiek, ako je olovo v leteckom palive a munícii a olovené batérie pre motorové vozidlá, sa olovo v Spojených štátoch a Európe už nepoužíva. Mnohí lekári sa domnievajú, že problém otravy olovom je minulosťou. Avšak olovené farby v starších domoch, olovnatý benzín usadený v pôde, olovo vylúhované z vodovodných potrubí a emisie z priemyselných závodov a spaľovní, to všetko prispieva k expozícii olovu. V mnohých krajinách sa olovo uvoľňuje z tavenia, výroby batérií a elektronického odpadu a často sa nachádza vo farbách, keramike, kozmetike a vôňach. Výskum potvrdzuje, že chronická otrava olovom v nízkych koncentráciách je rizikovým faktorom kardiovaskulárnych ochorení u dospelých a kognitívnych porúch u detí, a to aj na úrovniach, ktoré sa predtým považovali za bezpečné alebo neškodné. Tento článok zhrnie účinky chronickej otravy olovom v nízkych koncentráciách.

Expozícia, absorpcia a vnútorné zaťaženie
Hlavnými cestami expozície olovu sú orálne požitie a vdýchnutie. Dojčatá s rýchlym rastom a vývojom môžu olovo ľahko absorbovať a nedostatok železa alebo vápnika môže absorpciu olova podporovať. Olovo napodobňujúce vápnik, železo a zinok vstupuje do bunky cez vápnikové kanály a transportéry kovov, ako je napríklad transportér dvojmocných kovov 1 [DMT1]. Ľudia s genetickými polymorfizmami, ktoré podporujú absorpciu železa alebo vápnika, ako sú tie, ktoré spôsobujú hemochromatózu, majú zvýšenú absorpciu olova.
Po absorpcii sa 95 % zvyškového olova v tele dospelého človeka ukladá v kostiach; 70 % zvyškového olova v tele dieťaťa sa ukladá v kostiach. Približne 1 % celkovej záťaže olova v ľudskom tele cirkuluje v krvi. 99 % olova v krvi sa nachádza v červených krvinkách. Koncentrácia olova v celej krvi (novo absorbované olovo a remobilizované olovo z kostí) je najpoužívanejším biomarkerom úrovne expozície. Faktory, ktoré menia metabolizmus kostí, ako je menopauza a hypertyreóza, môžu uvoľňovať olovo sekvestrované v kostiach, čo spôsobuje prudký nárast hladín olova v krvi.
V roku 1975, keď sa olovo ešte pridávalo do benzínu, Pat Barry vykonal pitevnú štúdiu 129 Britov a kvantifikoval ich celkové zaťaženie olovom. Priemerné celkové zaťaženie v tele muža je 165 mg, čo zodpovedá hmotnosti kancelárskej sponky. Zaťaženie tela mužov s otravou olovom bolo 566 mg, čo je len trojnásobok priemerného zaťaženia celej mužskej vzorky. Pre porovnanie, priemerné celkové zaťaženie v tele ženy je 104 mg. U mužov aj žien bola najvyššia koncentrácia olova v mäkkých tkanivách v aorte, zatiaľ čo u mužov bola koncentrácia vyššia v aterosklerotických plakoch.
Niektoré populácie sú vystavené zvýšenému riziku otravy olovom v porovnaní s bežnou populáciou. Dojčatá a malé deti sú vystavené väčšiemu riziku požitia olova kvôli svojmu orálnemu správaniu, ktorému neje, a je u nich vyššia pravdepodobnosť vstrebávania olova ako u starších detí a dospelých. Malé deti žijúce v zle udržiavaných domoch postavených pred rokom 1960 sú vystavené riziku otravy olovom v dôsledku požitia triesok farby a domáceho prachu kontaminovaného olovom. Ľudia, ktorí pijú vodu z vodovodu z potrubí kontaminovaných olovom alebo žijú v blízkosti letísk či iných miest kontaminovaných olovom, sú tiež vystavení zvýšenému riziku vzniku nízkej hladiny otravy olovom. V Spojených štátoch sú koncentrácie olova vo vzduchu výrazne vyššie v segregovaných komunitách ako v integrovaných komunitách. Pracovníci v taviarskom priemysle, recyklácii batérií a stavebníctve, ako aj tí, ktorí používajú strelné zbrane alebo majú v tele úlomky guliek, sú tiež vystavení zvýšenému riziku otravy olovom.
Olovo je prvou toxickou chemikáliou nameranou v Národnom prieskume zdravia a výživy (NHANES). Na začiatku postupného vyraďovania olovnatého benzínu hladina olova v krvi prudko klesla zo 150 μg/l v roku 1976 na 90 v roku 1980.
μg/l, symbolické číslo. Hladiny olova v krvi považované za potenciálne škodlivé boli niekoľkokrát znížené. V roku 2012 Centrá pre kontrolu a prevenciu chorôb (CDC) oznámili, že bezpečná hladina olova v krvi detí nebola stanovená. CDC znížilo štandard pre nadmerné hladiny olova v krvi detí – často používaný na označenie, že by sa mali prijať opatrenia na zníženie expozície olovu – zo 100 μg/l na 50 μg/l v roku 2012 a na 35 μg/l v roku 2021. Zníženie štandardu pre nadmerné hladiny olova v krvi ovplyvnilo naše rozhodnutie, že v tomto dokumente budeme používať ako jednotku merania hladín olova v krvi μg/l namiesto bežnejšie používaných μg/dL, čo odráža rozsiahle dôkazy o toxicite olova pri nižších hladinách.

Smrť, choroba a invalidita
„Olovo je potenciálne toxické kdekoľvek a olovo je všade,“ napísali Paul Mushak a Annemarie F. Crocetti, obaja členovia Národnej rady pre kvalitu ovzdušia vymenovaní prezidentom Jimmym Carterom, v správe pre Kongres v roku 1988. Schopnosť merať hladiny olova v krvi, zuboch a kostiach odhaľuje celý rad zdravotných problémov spojených s chronickou otravou olovom v nízkych koncentráciách na úrovniach bežne sa vyskytujúcich v ľudskom tele. Nízke hladiny otravy olovom sú rizikovým faktorom predčasného pôrodu, ako aj kognitívneho poškodenia a poruchy pozornosti s hyperaktivitou (ADHD), zvýšeného krvného tlaku a zníženej variability srdcovej frekvencie u detí. U dospelých sú nízke hladiny otravy olovom rizikovým faktorom chronického zlyhania obličiek, hypertenzie a kardiovaskulárnych ochorení.

Rast a neurovývoj
Pri koncentráciách olova bežne sa vyskytujúcich u tehotných žien je expozícia olovu rizikovým faktorom predčasného pôrodu. V prospektívnej kanadskej kohorte pôrodov bolo zvýšenie hladiny olova v krvi matky o 10 μg/l spojené so 70 % zvýšeným rizikom spontánneho predčasného pôrodu. U tehotných žien s hladinami vitamínu D v sére pod 50 mmol/l a hladinami olova v krvi zvýšenými o 10 μg/l sa riziko spontánneho predčasného pôrodu zvýšilo až strojnásobne.
V skoršej prelomovej štúdii detí s klinickými príznakmi otravy olovom Needleman a kol. zistili, že deti s vyššími hladinami olova mali väčšiu pravdepodobnosť vzniku neuropsychologických deficitov ako deti s nižšími hladinami olova a učitelia ich s väčšou pravdepodobnosťou hodnotili ako slabé v oblastiach, ako je rozptýlenie, organizačné schopnosti, impulzivita a iné behaviorálne črty. O desať rokov neskôr mali deti v skupine s vyššími hladinami olova v dentíne 5,8-krát vyššiu pravdepodobnosť dyslexie a 7,4-krát vyššiu pravdepodobnosť, že predčasne ukončia školskú dochádzku, ako deti v skupine s nižšími hladinami olova.
Pomer kognitívneho poklesu k zvýšeniu hladín olova bol vyšší u detí s nízkymi hladinami olova. V súhrnnej analýze siedmich prospektívnych kohort bolo zvýšenie hladiny olova v krvi z 10 μg/l na 300 μg/l spojené s 9-bodovým poklesom IQ detí, ale najväčší pokles (6-bodový pokles) nastal, keď sa hladiny olova v krvi prvýkrát zvýšili o 100 μg/l. Krivky závislosti odpovede od dávky boli podobné pre kognitívny pokles spojený s nameranými hladinami olova v kostiach a plazme.

Expozícia olovu je rizikovým faktorom pre poruchy správania, ako je ADHD. V národne reprezentatívnej americkej štúdii detí vo veku 8 až 15 rokov mali deti s hladinou olova v krvi vyššou ako 13 μg/l dvakrát vyššiu pravdepodobnosť vzniku ADHD ako deti s hladinou olova v krvi v najnižšom kvintile. U týchto detí možno približne 1 z 5 prípadov ADHD pripísať expozícii olovu.

Expozícia olovu v detstve je rizikovým faktorom antisociálneho správania vrátane správania spojeného s poruchou správania, delikvenciou a kriminálnym správaním. V metaanalýze 16 štúdií boli zvýšené hladiny olova v krvi konzistentne spojené s poruchou správania u detí. V dvoch prospektívnych kohortových štúdiách boli vyššie hladiny olova v krvi alebo dentíne v detstve spojené s vyššou mierou delikvencie a zatýkania v mladej dospelosti.
Vyššia expozícia olovu v detstve bola spojená so zníženým objemom mozgu (pravdepodobne v dôsledku zníženej veľkosti neurónov a vetvenia dendritov) a znížený objem mozgu pretrvával až do dospelosti. V štúdii, ktorá zahŕňala starších dospelých, boli vyššie hladiny olova v krvi alebo kostiach prospektívne spojené so zrýchleným kognitívnym poklesom, najmä u tých, ktorí boli nositeľmi alely APOE4. Expozícia olovu v ranom detstve môže byť rizikovým faktorom pre rozvoj Alzheimerovej choroby s neskorým nástupom, ale dôkazy nie sú jasné.

Nefropatia
Expozícia olovu je rizikovým faktorom pre rozvoj chronického ochorenia obličiek. Nefrotoxické účinky olova sa prejavujú v intranukleárnych inklúznych telieskach proximálnych renálnych tubulov, tubulárnej intersticiálnej fibróze a chronickom zlyhaní obličiek. Medzi tými, ktorí sa zúčastnili prieskumu NHANES v rokoch 1999 až 2006, mali dospelí s hladinou olova v krvi nad 24 μg/l o 56 % vyššiu pravdepodobnosť zníženej glomerulárnej filtrácie (<60 ml/[min·1,73 m2]) ako tí s hladinou olova v krvi pod 11 μg/l. V prospektívnej kohortovej štúdii mali ľudia s hladinou olova v krvi nad 33 μg/l o 49 percent vyššie riziko vzniku chronického ochorenia obličiek ako tí s nižšou hladinou olova v krvi.

Kardiovaskulárne ochorenia
Olovom vyvolané bunkové zmeny sú charakteristické pre vysoký krvný tlak a aterosklerózu. V laboratórnych štúdiách chronicky nízke hladiny expozície olovu zvyšujú oxidačný stres, znižujú hladiny bioaktívneho oxidu dusnatého a indukujú vazokonstrikciu aktiváciou proteínkinázy C, čo vedie k pretrvávajúcej hypertenzii. Expozícia olovu inaktivuje oxid dusnatý, zvyšuje tvorbu peroxidu vodíka, inhibuje endotelovú opravu, zhoršuje angiogenézu, podporuje trombózu a vedie k ateroskleróze (obrázok 2).
Štúdia in vitro ukázala, že endotelové bunky kultivované v prostredí s koncentráciou olova 0,14 až 8,2 μg/l počas 72 hodín spôsobili poškodenie bunkovej membrány (malé trhliny alebo perforácie pozorované skenovacou elektrónovou mikroskopiou). Táto štúdia poskytuje ultraštrukturálne dôkazy o tom, že novo absorbované olovo alebo olovo opätovne vstupujúce do krvi z kostí môže spôsobiť endotelovú dysfunkciu, čo je najskoršia detekovateľná zmena v prirodzenom priebehu aterosklerotických lézií. V prierezovej analýze reprezentatívnej vzorky dospelých s priemernou hladinou olova v krvi 27 μg/l a bez anamnézy kardiovaskulárnych ochorení sa hladiny olova v krvi zvýšili o 10 %.
Pri μg bol pomer šancí pre závažnú kalcifikáciu koronárnych artérií (t. j. Agatstonovo skóre > 400 s rozsahom skóre 0 [0 označuje žiadnu kalcifikáciu] a vyššie skóre označuje väčší rozsah kalcifikácie) 1,24 (95 % interval spoľahlivosti 1,01 až 1,53).
Expozícia olovu je hlavným rizikovým faktorom úmrtia na kardiovaskulárne ochorenia. Medzi rokmi 1988 a 1994 sa prieskumu NHANES zúčastnilo 14 000 dospelých Američanov, ktorí boli sledovaní 19 rokov, z ktorých 4 422 zomrelo. Každý piaty človek zomiera na ischemickú chorobu srdca. Po zohľadnení ďalších rizikových faktorov sa zvýšenie hladiny olova v krvi z 10. percentilu na 90. percentil spájalo so zdvojnásobením rizika úmrtia na ischemickú chorobu srdca. Riziko kardiovaskulárnych ochorení a úmrtia na ischemickú chorobu srdca prudko stúpa, keď sú hladiny olova pod 50 μg/l, pričom neexistuje jasná prahová hodnota (obrázky 3B a 3C). Výskumníci sa domnievajú, že štvrť milióna predčasných kardiovaskulárnych úmrtí ročne je spôsobených chronickou otravou olovom v nízkych koncentráciách. Z nich 185 000 zomrelo na ischemickú chorobu srdca.
Expozícia olovu môže byť jedným z dôvodov, prečo úmrtia na ischemickú chorobu srdca v minulom storočí najprv stúpli a potom klesali. V Spojených štátoch úmrtnosť na ischemickú chorobu srdca v prvej polovici 20. storočia prudko vzrástla, vrcholila v roku 1968 a potom neustále klesá. V súčasnosti je o 70 percent nižšia ako v roku 1968. Expozícia olovu v dôsledku olovnatého benzínu bola spojená s poklesom úmrtnosti na ischemickú chorobu srdca (obrázok 4). Medzi účastníkmi prieskumu NHANES, ktorý bol sledovaný až osem rokov v rokoch 1988 – 1994 a 1999 – 2004, bolo 25 % celkového zníženia výskytu ischemickej choroby srdca spôsobených zníženými hladinami olova v krvi.

V prvých rokoch postupného vyraďovania olovnatého benzínu výskyt vysokého krvného tlaku v Spojených štátoch prudko klesol. Medzi rokmi 1976 a 1980 malo vysoký krvný tlak 32 percent dospelých Američanov. V rokoch 1988 – 1992 bol tento podiel iba 20 %. Obvyklé faktory (fajčenie, lieky na krvný tlak, obezita a dokonca aj väčšia veľkosť manžety používanej na meranie krvného tlaku u obéznych ľudí) nevysvetľujú pokles krvného tlaku. Medián hladiny olova v krvi v Spojených štátoch však klesol zo 130 μg/l v roku 1976 na 30 μg/l v roku 1994, čo naznačuje, že pokles expozície olovu je jedným z dôvodov poklesu krvného tlaku. V štúdii Strong Heart Family Study, ktorá zahŕňala kohortu amerických Indiánov, sa hladiny olova v krvi znížili o ≥9 μg/l a systolický krvný tlak sa znížil v priemere o 7,1 mm Hg (upravená hodnota).
Mnoho otázok o účinkoch expozície olovu na kardiovaskulárne ochorenia zostáva nezodpovedaných. Trvanie expozície potrebné na vyvolanie hypertenzie alebo kardiovaskulárneho ochorenia nie je úplne objasnené, ale dlhodobá kumulatívna expozícia olovu meraná v kostiach má zrejme silnejšiu prediktívnu silu ako krátkodobá expozícia meraná v krvi. Zdá sa však, že zníženie expozície olovu znižuje krvný tlak a riziko úmrtia na kardiovaskulárne ochorenia v priebehu 1 až 2 rokov. Rok po zákaze olovnatého paliva v pretekoch NASCAR mali komunity v blízkosti trate výrazne nižšiu mieru úmrtí na ischemickú chorobu srdca v porovnaní s okrajovejšími komunitami. Nakoniec je potrebné študovať dlhodobé kardiovaskulárne účinky u ľudí vystavených hladinám olova pod 10 μg/l.
Znížená expozícia iným toxickým chemikáliám tiež prispela k poklesu ischemickej choroby srdca. Postupné vyraďovanie olovnatého benzínu v rokoch 1980 až 2000 znížilo množstvo pevných častíc v 51 metropolitných oblastiach, čo viedlo k 15-percentnému predĺženiu priemernej dĺžky života. Menej ľudí fajčí. V roku 1970 fajčilo približne 37 percent dospelých Američanov; do roku 1990 fajčilo iba 25 percent Američanov. Fajčiari majú výrazne vyššie hladiny olova v krvi ako nefajčiari. Je ťažké určiť historické a súčasné účinky znečistenia ovzdušia, tabakového dymu a olova na ischemickú chorobu srdca.
Ischemická choroba srdca je hlavnou príčinou úmrtí na celom svete. Viac ako tucet štúdií preukázalo, že vystavenie olovu je hlavným a často prehliadaným rizikovým faktorom úmrtia na ischemickú chorobu srdca. V metaanalýze Chowdhury a kol. zistili, že zvýšené hladiny olova v krvi sú dôležitým rizikovým faktorom ischemickej choroby srdca. V ôsmich prospektívnych štúdiách (s celkovým počtom 91 779 účastníkov) mali ľudia s koncentráciou olova v krvi v najvyššom kvintile o 85 % vyššie riziko nefatálneho infarktu myokardu, bypassu alebo úmrtia na ischemickú chorobu srdca ako tí v najnižšom kvintile. V roku 2013 Agentúra na ochranu životného prostredia (EPA)...
Agentúra na ochranu srdca dospela k záveru, že vystavenie olovu je rizikovým faktorom ischemickej choroby srdca; O desať rokov neskôr tento záver potvrdila aj Americká kardiologická asociácia.